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文一：
基于微观结构力学方法的岩石水致弱化理论研究
摘要：
对于暴露在自然条件下的岩石结构，水引起的软弱化（包括水软化和化学风化）被认为是其刚度和强度退化的主要原因，因此研究岩石在水影响下的力学性能具有重要意义。在本研究中，考虑了由相同直径的粘结圆形颗粒组成的六边形紧密堆积颗粒组件（2D）来近似典型的软岩石，其中采用考虑水诱导唤醒的岩石材料复合接触模型来定义颗粒之间的微观力学反应。基于均匀化理论和晶格模型，得到了考虑水致弱化的岩石应力-应变关系和强度准则，以及宏观弹性和强度参数与微观参数之间的定量关系。详细分析了以饱和度和质量损失率为特征的水软化和化学风化对岩石宏观力学行为的影响。还分析了水诱导弱化的长期老化效应。所有结果与实验室试验结果一致，验证了理论解在分析水致弱化对岩石力学性能影响方面的适用性。
图：力学模型示意图包括：（a）规则排列的圆形颗粒，（b）颗粒之间力学响应的物理模型，（c）岩石的等效晶格模型和（d）由四个颗粒组成的代表性体积单元（RVE）。
图：复合材料键合接触模型示意图。
图：RVE中梁的受力条件和失效对应于（a）初始屈服强度、（b）峰值强度和（c）单轴抗拉强度。
图：不同质量损失率a和风化程度下理论和实验结果峰值强度包络线的比较。
文二：
渗流力对水力裂缝萌生影响的机理研究
摘要：
压裂液流经岩石孔隙会产生渗透力（SF），破坏现有的应力平衡，并显著影响岩石变形和破坏。尽管SF有影响，但其对水力压裂（HF）引发的影响尚待充分了解。在本研究中，通过分析微观元素上的力平衡，建立了SF对断裂萌生影响的机制模型。采用有限差分法，建立了一个模拟井筒周围流体渗流引起的应力分布和孔隙压力变化的渗流力学模型。通过与孔隙压力分析解的比较验证了模型结果。通过在不同井筒增压率和压裂液粘度下进行模拟，研究了SF对裂缝萌生的影响。结果表明，流体粘度和增压速率对压裂起始压力和SF引起的周向应力有显著影响。当粘度和加压速率较小时，观察到较大的SF诱导的周向应力和较低的FIP。Biot系数越高，SF越强，FIP越低。本文建立的渗流力理论力学模型，可为理解裂缝萌生和扩展机理，优化水力压裂施工效果提供重要的理论支持。
图：水力压裂过程中渗透力的影响。
图：（A） 均质岩石样品模型；（B） 流体域网络模型；（C） 岩石元素示意图；（D） 岩石单元有效应力状态示意图。
图：井筒周围总周向有效应力场的演变。
文三：
瞬态各向异性网络力学与重构的动力学理论
摘要：
我们提出了一个基于统计的理论框架来描述动态交联半柔性聚合物网络在有限变形下的力学响应。该理论从统计描述开始，通过分布函数，链构象和方向。假设链发生所谓的切仿射变形，由于弹性网络变形和动态交联实现的永久链重构的组合，这种分布可以随着时间的推移而演变。在给出链分布函数的演化规律后，我们将理论简化为网络构象张量在其自然状态和当前状态下的演化。有了这个模型，我们使用经典热力学来确定储存的弹性能、能量耗散和真实应力如何根据网络构象演变。我们证明，当交联是永久的时，该模型退化为经典的各向异性超弹性模型，而当链是完全柔性的时，我们恢复了瞬态网络理论（描述超粘弹性）的经典形式。然后对基本模型问题和生物力学相关情况的理论预测进行说明，并与文献进行比较。
图：网络变形过程中端到端分布函数之间的关系。
图：自然构象和当前构象中的网络不变量。
图：初始横向各向同性网络在单轴拉伸试验中的拉伸响应。
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